Функциональный счетчик Советский патент 1980 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах обработки дискретной информации для сопряжения частотных датчиков с микро-ЭВМ.

Известен функциональный счетчик, содержащий основной и дополнительный счетчики 1.

Недостатком известного устройства является то, что в нем невозможно представить сосчитанные импульсы в нормализованном виде.

Известен функциональный счетчик, содержащий входную шину, шину сброса, щину управления, основной я-разрядный двоичный счетчик, дополнительный счетчик, два элемента И, элемент ИЛИ, группу из п элементов И и триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с шиной управления, выход первого элемента И соединен со входом элемента ИЛИ, инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, шина сброса соединена со входом установки в ноль триггера, со входами сброса основного п-разрядного двоичного и дополнительного счетчиков 2.

Известное устройство служит для определения количества поступивших импульсов

и одновременно для установления числа в счетчике в определенном порядке.

Недостатком его является невозможность предоставления числа импульсов в норма5 лизованном виде, поэтому различные отсчеты при ограниченном количестве используемых выходных разрядов имеют различную точность представления. Целью изобретения является представление числа имп льсов в нормализованном виде.

Для этого в функциональный счетчик, содержащий входную шину, шину сброса, первую шину управления, основной я-раз15 рядный двоичный счетчик, дополнительный счетчик, два элемента И, первый элемент ИЛИ, первую группу из п элементов И и триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй

20 вход которого соединен с первой шиной управления, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, шина

25 сброса соединена с первым в.ходом установки в ноль триггера, со в.ходами сброса основного «-разрядного двоичного и дополнительного счетчиков, введены вторая и третья шины управления, /г-разрядный ре30 гистр сдвига, второй элемент ИЛИ и вто3

рая группа из п-1 элементов И, первые входы которых соединепы со входной шиной и со счетным входом /г-разрядного основного двоичного счетчика, ирямые выходы разрядов которого, за исключением первого, соединены соответственно со вторыми входами л-1 элементов И второй груины, третьи входы которых соединены соответственно с прямыми выходами разрядов, за исключением нервого, л-разрядного регистра сдвига, выходы п-1 элементов И второй группы соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами первого элемента ИЛИ и второго элемента И, выходы которых соединены соответственно со входами л-разрядного регистра сдвига и дополнительного счетчика, выход первого из которых соединен со вторым входом установки в ноль триггера, вход установки в единицу которого соединен со второй шиной унравления, третья шина управления соединена с первыми входами л элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами разрядов основного двоичного счетчика, а выходы п элементов И первой группы соединены с соответствуюш,ими входами установки л-разрядного регистра сдвига, вход сброса которого соединен с шииой сброса.

На чертеже представлена структурная схема функционального счетчика.

Он содержит первую группу из л элемеитов И 1-1 - 1-л, основной л-разрядный двоичный счетчик 2, вторую группу из л-1 элементов И 3-1-3-(л-1), элемент ИЛИ 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, л-разрядный регистр сдвига 7, триггер 8, элемент И 9, дополнительный счетчик 10, входную шину 11, шины управления 12, 13, 14, шину сброса 15.

Входная шина 11 соединена со счетным входом основного счетчика 2 и с первыми входами п-1 группы элементов 3-1 - 3-(л-1), вторые и третьи входы которых соответственно соединены с прямыми выходами разрядов, за исключением первых, основного счетчика 2 и регистра сдвига 7, выходы группы элементов И 3-1-3-(л-1) соединены со входами элемента ИЛИ 4, выход которого соединен с первыми входами элемента И 9 и элемента ИЛИ 6, вторые входы которых соединены соответственно с инверсным выходом триггера 8 и выходом элемента И 5, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым выходом триггера Вис шиной управления 13, выходы элементов ИЛИ 6 и И 9 соединены соответственно со входами регистра сдвига 7 и дополнительного счетчика 10, вход сброса которого соединен с шиной сброса 15, со входом сброса регистра сдвига 7, со входом сброса основного счетчика 2 и с первым входом установки нуля триггепа 8, второй вход установки нуля и вход

установки единицы которого соединены соответственно с выходом регистра сдвига 7 и шиной управлепия 14, шина управления 12 соединена с первыми входами л элементов И 1-1 - 1-л первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами основного счетчика 2, выходы элементов И 1-1 - 1-л соединены с соответствующими входами установки разрядов

регистра сдвига 7.

В начале цикла работы имнульс ио шине 15 переводит триггер 8 в исходное положение, которое характеризуется подачей разрешающего потенциала на элемент И 9 и

запрещающего на элемент И 5, сбрасывает основной 2 и дополнительный 10 счетчики в нуль, обнуляет регистр сдвига 7 и заносит единицу во второй разряд регистра сдвига. При приходе второго импульса по входной шине 11 на основной счетчик 2 по переднему фронту импульса изменяется состояние триггера второго разряда основного счетчика 2, и импульс проходит через первый трехвходовый элемент И 3-1. Этот импульс через элементы ИЛИ 4 и 6 поступает на вход регистра сдвига 7, а через элемент И 9 - на дополнительный счетчик 10. Положение единицы в сдвигающем регистре 7 меняется. Тенерь единичный потенциал со

сдвигающего регистра 7 подается на второй трехвходовый элемент И 3-2. Через вто рой трехвходовый элемент И 3-2 пройдет уже четвертый импульс, через третий - восьмой, через четвертый - щестнадцатый импульс.

Таким образом, сдвигающий регистр 7 и трехвходовые элементы И 3-1-3-(л-1) будут выделять состояния основного счетчика 2 соответствующие количествам импульсов 2, 2, 2, 2 и так далее. Импульсы, соответствующие этим состояниям, считаются дополнительным счетчиком 10. Число импульсов, сосчитаиных дополнительным счетчиком 10, соответствует характеристикчисла общего количества импульсов.

Положение единицы в сдвигающем регистре 7 характеризует положение запятой для числа, расположенного в основном счетчике 2.

Таким образом, после цикла измерения имеем в основном счетчике 2 мантиссу числа пришедших импульсов, в сдвигающем регистре 7 положение запятой, в дополнительном счетчике 10 характеристику числа

пришедших импульсов.

Циклу съема информации предшествует преобразование мантиссы к виду, удобному для ее передачи. Содержимое основного счетчика 2 через элементы И 1-1 - 1-л по

приходу управляющего сигнала по шине 12 переписывается в соответствующие разряды сдвигающего регистра 7, при этом нервая единица на регистре сдвига 7 соответствует запятой. Импульс по щине 14 переводит триггер 8 в новое положение и на элемент И 5 подается разрешающий потенциал, а на элемент И 9 запрещающий потенциал. Импульсы, поступающие по шине 13 или входные импульсы подаются на вход сдвигающего регистра 7. Первая единица, появившаяся на выходе сдвигающего регистра 7, возвращает триггер 8 в исходное состояние, и элемент И 5 перестает пропускать импульсы, поступающие по шине 13. Продвижение числа вдоль регистра сдвига 7 прекращается, и мантисса числа импульсов занимает отведенное ей положение. Мантисса с регистра сдвига 7 и характеристика с дополнительного счетчика 10 после этого передаются для дальнейшего использования. Использование предлагаемого устройства позволяет представлять число пришедщих импульсов в нормализованном виде, что гарантирует предельную относительную погрешность представления числа при ограниченном количестве выходных шин. Устройство позволяет также обеспечить согласование счетчика с большим количеством разрядов с входом микро-ЭВМ, имеющих входной регистр, не превышающий щестнадцати двоичных разрядов. Формула изобретения Функциональный счетчик, содержащий входную шину, шину сброса, первую шину управления, основной «-разрядный двоичный счетчик, дополнительный счетчик, два элемента И, первый элемент ИЛИ, первую группу из п элементов И и триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с первой шиной управления, выход первого элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, шина сброса соединена с первым входом установки в ноль триггера, со входами сброса основного /г-разрядного двоичного и дополнительного счетчиков, отличающийся тем, что, с целью представления числа имп льсов в нормализованном виде, в него введены вторая и третья щины управления, п-разрядный регистр сдвига, второй элемент ИЛИ и вторая группа из п-1 элементов И, первые входы которых соединены со входной шиной и со счетным входом п-разрядного основного двоичного счетчика, прямые выходы разрядов которого, за исключением первого, соединены соответственно со вторыми входами п-1 элементов И второй группы, третьи входы которых соединены соответственно с прямыми выходами разрядов, за исключением первого, «-разрядного регистра сдвига, выходы п-1 элементов И второй группы соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторыми входами первого элемента ИЛИ и второго элемента И, выходы которых соединены соответственно со входами л-разрядного регистра сдвига и дополнительного счетчика, выход первого из которых соединен со вторым входом установки в ноль триггера, вход установки в единицу которого соединен со второй шиной управления, третья шина управления соединена с первыми входами п элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с выходами разрядов основного двоичного счетчика, а выходы п элементов И первой группы соединены с соответствующими входами установки «-разрядного регистра сдвига, вход сброса которого соединен с шиной сброса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 403070, кл. П ОЗК 23/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 464973, кл. Н ОЗК 23/02, 1975 (прототип).